編者按：近日，由中國科學(xué)院高能物理研究所牽頭的LHAASO國際合作組完成國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施“高海拔宇宙線觀測站（LHAASO）”在銀河系內(nèi)發(fā)現(xiàn)大量超高能宇宙加速器，并記錄到能量達(dá)1.4拍電子伏的伽馬光子（拍=千萬億），這是人類觀測到的最高能量光子，突破了人類對銀河系粒子加速的傳統(tǒng)認(rèn)知，開啟了“超高能伽馬天文學(xué)”的時代。該發(fā)現(xiàn)于5月17日發(fā)表在《Nature》（《自然》）。光明網(wǎng)記者就此采訪到中科院高能物理所研究員曹臻，對為什么要研究宇宙線，對銀河系認(rèn)知的改變帶來哪些影響等問題進(jìn)行科普解讀。

　　光明網(wǎng)：人類之前對銀河系的認(rèn)知是什么？認(rèn)知的改變會帶來哪些后續(xù)影響？

　　曹臻：我們認(rèn)為對銀河系傳統(tǒng)認(rèn)知是指加速、能量的問題。無論是傳統(tǒng)模型還是理論，都認(rèn)為銀河系里的宇宙線加速器不可能加速這么高能量，因此對天體運(yùn)行和天體的一些物理?xiàng)l件就會有限制。限制的結(jié)果是他們有加速的上限，能量的上限，在0.1個PeV左右，而現(xiàn)在我們測量到超過一個PeV光子，徹底改變了大家的看法。現(xiàn)在觀測到高能量的粒子之后，影響了之前對天體的描述，這些天體的磁場條件，周圍物質(zhì)活動的劇烈程度等都發(fā)生了變化，甚至天體的爆炸行為可能都變了。

　　光明網(wǎng)：為什么高海拔宇宙線觀測站尚在建設(shè)就投入使用并取得了諸多科學(xué)發(fā)現(xiàn)？現(xiàn)在建造的情況如何？

　　曹臻：這個大科學(xué)裝置為陣列式布局設(shè)施，情況跟其他設(shè)施還是有些差異，它的規(guī)模是在逐漸擴(kuò)大，而我們在建設(shè)到一定規(guī)模時，靈敏度已經(jīng)是世界上最靈敏的探測器，隨著面積增大，靈敏度進(jìn)一步擴(kuò)大，在這種條件下，我們想到一種方案，就是探測器建到一定規(guī)模的時候，停止建設(shè)，把現(xiàn)階段探測器所有的調(diào)試工作做完，讓這一部分探測器先進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，然后再去建周圍其他的部分，這樣可以提前進(jìn)入觀測狀態(tài)，可以提早產(chǎn)生科學(xué)成果。

　　光明網(wǎng)：為什么選擇去四川稻城建觀測站？有哪些優(yōu)勢？

　　曹臻：選址歷時5年多，在西藏、青海、云南等地看了20多個站址，最后選擇了稻城，稻城優(yōu)勢非常突出，稻城海拔高度超過4300米，周邊水源充沛，完全滿足宇宙線觀測的要求，稻城還有一些共性優(yōu)勢：當(dāng)?shù)乜諝馔该鞫群茫瑳]有污染；交通便捷，附近有亞丁機(jī)場，也有省道和國道，便于項(xiàng)目建設(shè)、科研人員生活和學(xué)術(shù)交流。

　　光明網(wǎng)：如此高能的宇宙線對人體有什么影響？

　　曹臻：宇宙線的輻射對人是有傷害的，但是我們生活在地球上很幸運(yùn)，之所以有我們?nèi)祟惖拇嬖冢从诘厍蛏系膬蓪颖Ｗo(hù)，首先到達(dá)地球的宇宙線粒子就少之又少，能量越高的宇宙線也越稀少；“不少宇宙線是帶電粒子，在傳播過程中就被宇宙中的磁場偏轉(zhuǎn)了，也就是說它不是走直線，繞到了兩極，也就產(chǎn)生了極光這種自然現(xiàn)象。第二層由于地球有很厚大氣層，這些高能的粒子進(jìn)入大氣后就會產(chǎn)生簇射現(xiàn)象，簇射其實(shí)就是產(chǎn)生一場陣雨，把能量分成很小的份額，所以人類并不用擔(dān)心高能粒子的能量在穿過大氣層的過程中，大部分都被吸收了。

　　光明網(wǎng)：中國的宇宙線研究發(fā)展分為哪幾個階段？

　　曹臻：中國的宇宙線實(shí)驗(yàn)研究經(jīng)歷了三個階段，目前在建的LHAASO是第三代高山宇宙線實(shí)驗(yàn)室。其主體工程于2017年開始建設(shè)，并邊建設(shè)邊運(yùn)行：2019年4月完成1/4的規(guī)模建設(shè)并投入科學(xué)運(yùn)行；2020年1月，完成1/2規(guī)模的建設(shè)并投入運(yùn)行，同年12月完成3/4規(guī)模并投入運(yùn)行。

　　出品：光明網(wǎng)科普事業(yè)部

　　監(jiān)制：戰(zhàn)　釗

　　策劃：宋雅娟

　　采訪：張夢凡、蔡　琳、肖春芳

　　制作：蔡　琳

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